盘根盒密封失效分析与结构改进

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1、盘根盒密封失效分析与结构改进引言克拉玛依油田浅层稠油油藏是呈西北向东南缓倾、边底水不活跃的单斜油藏，埋深约300m,主要分布在侏罗系齐古组，油层岩性以泥质胶结的灰・灰褐色细砂岩为主。地层条件下原油粘滞阻力大，流动性能差。原油中的胶质是影响原油粘度的主要物质，胶质含量越高原油粘度越大。随着原油粘度的增大，原油的表面张力就大幅度提高,表面张力的提高，使其粘结性提高，回压阻力增加，泄漏率增大，被密封性能卜'降。克拉玛依浅层稠油的开采方式基木上是蒸汽吞吐和面积汽驱。在稠油开发过程中，热采井井口原油泄漏一直困扰着现场工程技

2、术人员和采油工人,已成为治理环境污染的一个老大难问题。热采井井口跑油不仅造成油田污染，同时还因频繁更换盘根，影响抽油机采油时率，造成人力、物力、资源的浪费。1稠油热采井口泄漏原因分析1.1偏磨偏磨在现场工况屮占95%o在光杆往复运动屮，磨损达1〜3万次后形成缝隙跑油。偏磨原因如下：(1)井斜、采油树斜、盘根盒斜等，均可造成光杆的偏磨，三者倾斜度的叠加加重了偏磨;(1)抽油机的前倾、后倾、左右偏斜及毛辫子、悬绳器未调好均可引起偏磨；(2)光杆的直线度误差直接引起偏磨；(3)热采井井口光杆本身属单支承(仅盘根处)梁结

3、构，上、下自由度较大，在往复运行中交变振动负荷很大，引起偏磨。1.2安装及工况的问题(1)新井安装、修井或井口螺栓未紧固好时致使盘根盒盖直接刮削破坏光杆。(2)在长时间生产中，光杆在盘根盒盖、填料盒上下体内孔及金属压圈上摩擦，破坏其原來较光洁的表面。(3)修井、碰泵、调参等作业打光杆卡子时，用力过猛，致使卡子咬伤光杆，作业完毕，必须用锂刀修磨，否则卡子咬出的压痕深度达1〜2mm,割坏盘根而形成原油泄漏。(4)井底出砂，随着原油带入盘根，严重磨损光杆，使其表面变粗糙；戈壁风沙粘附于光杆表面，形成砂磨。1・3密封材料

4、的问题密封材料的材质及几何形状不能满足现场需要。如橡胶盘根弹性好，但不耐高温；石墨盘根耐高温，但无弹性；它们圆环状的定型尺寸结构，致使内孔磨损、刮削后只能废弃，造成大量材料浪费。1・4密封盘根盒结构问题现场使用的盘根盒一部分不能调偏心，能调偏心的大部分是注采两用盘根盒，所调偏心轨迹仅限于在一个以0为圆心、以偏心距e=11.5mm为半径的线形圆周上，不能在平面坐标X-Y内任意调偏,其对中是静态对中，不能达到动态对中。1・5原油粘度大随着原汕粘度的增大，原油回压高、阻力大也是造成原油泄漏的一个主要原因。2常规井口密封

5、装置的缺陷2.1常规式井口密封装置常规式井口密封装置结构如图1所示。该装置的工作原理是：盘根4是依靠压盖2用压盖螺栓1轴向压紧，使盘根轴向和径向变形，间隙被填塞而达到密封的口的。该装置主要存在以下缺陷：(1)密封圈的形状不合理，抗挤压、抗磨损的能力较差，其密封效果不甚理想。(2)密封圈的材质一般采用丁月青橡胶，耐热性较差，弹性补偿性能不好，易老化，其工作性能不理想。(3)密封圈安装和拆卸不方便。(4)光杆上下往复运动时对井口中心产生一定的随机性和定向性偏摆，由于没有调偏调斜机构，导致光杆对密封装置中的盘根产&偏磨

6、，使盘根早期受损，降低了盘根的使用寿命。％没有防喷机构，在出现井喷时，没有有效的应对措施，会导致原油损失和环境污染。